[发明专利]一种热交换器换热管板接头

说明书

技术领域：

    本发明涉及一种换热管与管板的接头结构，尤其是涉及一种热交换器上的换热管与管板的接头。

背景技术：

    管壳式热交换器（也称换热器）是能源、化工、石化等行业应用非常广泛的过程装备之一，从形式上进行划分，可将换热器分为卧式和立式两种，在工程实际应用中，管壳式换热器最薄弱、最易受到破坏的往往是管子与管板的连接接头处，因为它会由于介质腐蚀、流体振动、温差应力、介质压力差或制造中的缺陷等原因而发生泄漏，甚至使管子脱离管板，换热器管子与管板接头处失效，轻则造成能源、化工、石化等企业频繁进行换热器维修，严重的可能导致发生事故而停产，因此，对管子与管板连接结构及工艺进行研究，提高连接接头性能可靠性和使用寿命是当前以及今后压力容器行业研究的重要课题，相比于卧式管壳式换热器，立式管壳式换热器的上管板和管头处由于介质积液的原因，更容易被腐蚀破坏，这是因为，以当前国内的标准和技术难以做到管头和管板齐平，使得立式管壳式换热器在工程应用中由于管子与管板接头处易造成介质积液，时间久了，滞留在该处的介质浓度就非常高，造成该区域的腐蚀条件强化，增加了该区域的腐蚀速率，为了解决这个问题，目前压力容器行业中有少数企业采用将管子与管板焊接后再通过铣床将高出的焊缝铣去，但是这种方法的不足之处也是很明显的：首先，当全部管子和管板焊接完成以后，管板会存在不同程度的变形，因此将高出的焊缝铣去的同时也会将管板凸出部分铣平，为了保证管板的厚度，那就必须增加管板的厚度；其次，将管子与管板焊接后再通过铣床加工，这在加工时间、费用等方面都很高；再次，对于管壳式换热器来说，一块管板上少则几十个，多则几百上千个管子与管板的接头，每个接头焊缝的熔池深度多少会有差异，通过整体铣平的方法容易造成熔池较浅的焊缝接头强度大大降低，因此管子与管板的接头抗拉脱、抗疲劳和抗腐蚀能力也都会降低。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种较大程度上降低管子与管板接头腐蚀速率并且既保证接头的强度又能降低加工成本的热交换器换热管板接头。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种热交换器换热管板接头，包括换热管以及管板，在所属管板上开有一供换热管的端头穿过的管孔，在所述管孔上通过坡口专业铣刀加工一倾斜坡口，所述管板与端头之间通过焊接紧密连接，所述端头通过钻管机械加工至内凹于管板平面，所述端头与管板之间再通过焊接紧密连接为一体并形成一小焊缝。

作为优选，所述倾斜坡口的倾斜角度设置为45°± 2.5°，所述倾斜坡口深度比换热管的管壁厚度多0.5mm。

作为优选，所述端头内凹于管板平面的深度比所述倾斜坡口的深度少0.5mm。

作为优选，所述小焊缝与管板平面的相对高度差在-0.1-0.1mm之间。

作为优选，所述端头和管孔之间的间隙设置为0.3±0.003 mm，所述管孔内表面粗糙度设置为0.4μm。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：这种热交换器的换热管与管板连接接头的抗拉脱强度比传统的高出40-60MPa，换热管与管板接头处的腐蚀速率与换热管其他处相同，换热管与管板连接的成本（包括原材料和加工成本）比原先减少5%以上，因而在既保证接头强度的同时，还能有效降低所述接头的腐蚀速率，延长使用寿命，节约制作以及运营成本，适合推广应用。

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明正面剖视结构示意图

图2是本发明未焊接时的正面剖视结构示意图

图中：1、换热管；2、管板；3、端头；4、管孔；5、倾斜坡口；6、小焊缝；

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：